高双折射Sagnac环滤波特性的研究

论文摘要

随着光通信及光纤传感技术的迅速发展,光学滤波器已经得广泛的应用,并成为重要的光学器件,特别是波分复用和密集波分复用系统中,窄带通滤波器其是关键器件之一,因此,各种光学滤波器一直是光纤通信乃至光电子领域的一个研究热点。而带有双折射光纤的Sagnac环滤波器,与其他滤波器件相比,具有结构简单、成本低、损耗小、灵活性强、偏振无关、滤波特性稳定且便于调节等优点,在光纤传感解调,可调谐多波长光纤激光器和光纤通信滤波器等领域具有巨大的应用前景,因此已成为近年来的一个关注焦点。本文基于Jones矩阵基本理论,从理论上推导出了单段高双折射光纤Sagnac环透射和反射函数的多种表达形式,并通过数值模拟和实验分别研究了基本高双折射Sagnac环中不同元件的参数,如耦合器的耦合系数,偏振控制器的偏转角度,高双折射光纤的长度和拍长,对其滤波特性的影响,以此检验理论的正确性。笔者还在此基础上,利用数值分析方法进一步对高双折射Solc-Sagnac和Lyot-Sagnac滤波器的滤波特性进行了详细地分析研究,提出了几种性能良好的滤波器设计方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 导论
• 1.1 光纤简介
• 1.2 光纤无源和有源器件简介
• 1.2.1 光纤耦合器
• 1.2.2 光纤起偏器
• 1.2.3 光纤连接器
• 1.2.4 光纤隔离器
• 1.2.5 光纤滤波器
• 1.3 光纤Sagnac 干涉仪的应用
• 第二章 高双折射光纤Sagnac 干涉仪研究的理论基础
• 2.1 Jones 矩阵理论
• 2.2 偏振光的Jones 矩阵分析
• 2.3 常见光学器件的Jones 矩阵分析
• 2.4 基本的高双折射光纤Sagnac 干涉仪的Jones 矩阵理论
• 2.5 N 阶高双折射 Solc-Sagnac 干涉仪理论分析
• 2.6 N 阶高双折射 Lyot-Sagnac 干涉仪理论分析
• 第三章 单段高双折射Sagnac 环数值模拟和实验研究
• 3.1 单段高双折射Sagnac 环分析的理论基础
• 3.2 高双折射Sagnac 环的数值模拟
• 3.2.1 保偏光纤对Sagnac 环滤波特性的影响
• 3.2.2 偏振控制器对滤波特性的影响
• 3.2.3 耦合器耦合系数对滤波特性的影响
• 3.2.4 单段高双折射Sagnac 环透射特性的实验结果分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 高阶高双折射Sagnac 干涉仪传输特性研究
• 4.1 二阶Solc-Sagnac 透射特性数值模拟分析
• 4.2 三阶Solc-Sagnac 透射特性数值模拟分析
• 4.3 N 阶HBF Lyot-Sagnac 透射特性数值模拟分析
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况